应用电子-触摸开关-毕业设计论文_-

摘要市场经济的发展，人们对开关的需求越来越高，开关的种类也因此越来越齐全。

声控开关、机械开关、光控开关等产品逐步进入生活中。

但由于机械开关属于有触点开关元件，它有接触不良、故障率高、使用不便等缺点，且摩擦较大容易损坏；盛开开关严重浪费了电力资源，干扰了环境安宁；光控开关是采用光线的强弱来实现对用电器电源自动控制的电子开关，它对光线强弱的要求苛刻。

针对以上开关的各种缺点，促使我们寻求更为理想的开关电器设备替代元件，方便人们生活。

触摸开关是一种新型的电子节能开关，可广泛应用于多层住宅和办公室外的走廊、门厅、楼梯间、电梯间、过道等公共场所，也可以在家庭安装。

本次设计利用模拟电路和数字电路，以直流稳压电源电路、NE555单稳态电路、和继电器控制电路为核心设计延时触摸开关。

需要开关灯时，手指触摸开关感应区，电灯自动点亮，延时约一分钟，电灯自动熄灭。

该操作简单，使用节能，又没有声控开关有声音就亮的弊端。

主要由NE555定时器，直流稳压电路和继电器控制电路组成。

具备以下功能特点：节约电能，无触点，无污染，安全可靠。

关键词：触摸；延时；感应THE ABSTRACTThe development of market economy, people to switch the demand is higher and higher, the types and therefore less switch is complete. Sonic switch, mechanical switch, optical switch etc. Product has gradually taken into life. But due to mechanical switch belong to have switch components, it has bad contacts, failure rate high, use inconvenience of faults, and friction larger damage easily; Blooming switch power resources, serious waste to interfere with the environmental tranquility, Optical switch is using the strength of the light to achieve with electric power automatic control of electronic switch, it is so light intensity requirements harsh. In view of the above switch, prompting flaws we seek more ideal switch electrical equipment replacement components, convenient for people to life.Corridor delay touch switch is a new type of electronic energy saving switch, can be widely used in multi-storey residential and office corridors outside, vestibular, stair, elevator, corridor in public places, also can be in home installation. This design using analog and digital circuit, in order to direct current voltage-stabilized source circuit, NE555 single state circuit, and relay control circuit as the core design delay touch switch. Need to turn off the lights when open fingers switch inductive zone, lights automatic light, delay about a minute, electric automatic extinguished. The operation is simple, use energy-saving, again have no voice sounds light switch has the drawbacks. Mainly by NE555 timer, dc voltage circuit and relay control circuit composed. Have the following function characteristics: save electric energy,non-contact, clean, safe and reliable.Keywords: touch；delay ；induction目录绪论 (1)第一章设计思路与方框 (1)1.1设计思路 (2)1.2方案设计 (2)第二章系统组成与工作原理 (3)2.1系统组成的总原理图 (3)2.2系统的工作原理 (3)第三章元件选择与部分元器件作用 (5)3.1元器件选择 (5)3.2指示灯 (6)3.3晶闸管作用 (6)第四章单元电路设计 (7)4.1触摸信号输入电路 (7)4.2整流电路 (8)4.3555时基电路 (8)4.4电子开关驱动电路 (10)4.5IC CD4017 (10)4.5.1 IC CD4017信号处理电路 (10)4.5.2 CD4017工作原理及应用电路 (11)4.6晶闸管开关电路 (12)第五章稳压电源 (14)第六章产品制作安装与调试 (15)6.1产品制作设计 (15)6.1.1 元件布局规则 (15)6.1.2 元件布线规则 (16)6.2产品安装与调试 (16)第七章总结 (18)致谢 (19)参考文献 (19)附录 (20)绪论照明开关电子化进程是从公共照明的节电控制开始。

适宜于门厅、楼梯和楼道中使用的触摸式、感应式、红外线式和声光控式延时自熄开关，使公共照明基本实现了“人来灯亮、人离灯熄”的自动控制，明显改善了楼房的公共照明效果，还能大幅度节省公共照明用电，照明灯的实际使用寿命也明显延长。

这类开关是受到欢迎和推广的。

与公共照明开关相比，室内用电子式开关的技术难度较大。

研制确有实用价值的电子式室内照明开关市场潜力可能更大。

触摸延时开关是一种节能的开关控制器。

轻触延时开关：使用时只需轻触一下按钮,开关即导通工作,然后延时一段时间后自动关闭；高亮发光指示,便于夜间使用；无触点电子开关,接通负载的瞬间无冲击电压，延长负载使用寿命。

轻触延时开关和声光控制延时开关比较适合楼梯走廊和室内等处的灯光照明控制开关，轻触延时开关只需轻触以下开关就可控制灯的关和开，还具有延时功能，在一段时间内无人触摸的情况下灯会自动熄灭，这样可以起到节能的作用，所以在楼梯和走廊处用的比较多；声光延时开关现在也比较普遍，而且使灯光的控制更加方便，不用动手就可以控制灯光的照明，它通过采集一定分贝的声音或一定亮度的光照信号，再转变成电信号来达到控制的目的。

延时开关的发展方向主要是向智能延时开关方向发展。

现在的延时开关大多数是不能控制开关延时时间的长短，没有自动识别功能。

智能化的延时开关应向以下几个方面发展：1.触摸屏控制方式，双亮度指示灯，在夜晚关灯后可知开关位置。

2.电子启动，无触点火花，更安全耐用，精心呵护灯具。

3.自动识别功能，停电再来电自动关灯，避免浪费电能。

4.单火设计，新装和换装一样方便。

5.多款外观风格和面板颜色，给用户更人性化的选择。

6.适用所有主流灯具的控制，无需添加外围线路。

第一章设计思路与方框1.1 设计思路随着社会的进步，人类生活水平的不断提高，各种电子开关出现，为了设计一款方便使用，简单可靠的的单键触摸开关，我特意选择了单键触摸开关作为我的课程设计课题。

单键触摸开关由触摸信号输入电路，IC CD4017信号处理电路，电子开关驱动电路及电源组成。

首先由触摸片把人体的触摸信号转化成市电同频的标准的MOS电平，然后输入ICCD4017的十进制的计数器进行信号处理,最后由ICCD4017处理后的结果决定是否驱动电子开关导通灯泡或其他使用设备工作。

1.2 方案设计图1-1 方案图触摸式电子开关基本原理框图如下：图1-2 方案图第二章 系统组成与工作原理2.1 系统组成的总原理图图2-1 原理图2.2 系统的工作原理用CD4017组成的单键触摸开关，该开关为单触摸电极控制方式，每触摸一次电极，开关即动作（开或关）一次，与普通机械开关功能相同，使用非常方便。

电路原理如图2.1所示，其中HD 为管式氖泡，它与光敏电阻RG 组成“自制光电耦合器”，并与触摸电极M 、R1形成触摸信号输入通路。

NE555构成的单稳态触发器， 74112为JK 触发器构成的双稳态触发器，JK 触发器是逻辑功能最完善的触发器，它不仅克服了RS 触发器存在的约束条件，同时还增加了“翻转”这一功能，在本电路中就是利用了JK 触发器的翻转功能，来实现此电路触摸开关的功能。

NE555构成脉冲启动型单稳态触发器，它的2脚用做触发端，低电平触发有效，R2、C1决定输出脉冲宽度，当电路受触发后，3脚输出高电平，延时一个脉触HD V宽后恢复低电平。

集成电路是——块双D触发器，分别接成一个单稳态电路和一个双稳态电路。

单稳态电路的作用是对触摸信号进行脉冲展宽整形，保证每次触摸动作都可靠。

双稳态电路用来驱动晶闸管VS的开通或关闭。

M是触摸电极片，手指摸一下M，人体泄漏的交流电在电阻R2上的压降，其正半周信号进入A的3脚即单稳态电路的CP端，使单稳态电路翻转进入暂态，其输出端Q即1脚由原来的低电平跳变为高电平，此高电平经R3向Cl充电，使4脚即R端电位上升，当上升到复位电平时，单稳态电路复位，1脚恢复低电平。

所以每触摸一次电极片M，1脚就输出一个固定宽度的正脉冲。

此正脉冲将直接加到11脚即双稳态电路的CP端，使双稳态电路翻转一次，其输出端Q即13脚电平就改变一次。

当13脚为高电平时，VS的门极通过R4获得正向触发电流而开通，即电子开关闭合，电灯点亮发光。

这时电容C3两端的电压会跌落到3V左右，发光管LED熄灭，但A仍能正常工作。